斜拉拱桥面内弹性稳定性研究

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1、2016年03月第03期城市道桥与防洪科技研究159三种荷载工况下，普通拱与斜拉拱两种平面比增加，弹性屈曲系数逐渐平稳提高，未出现极值点。模型的弹性屈曲系数随矢跨比变化规律的计算结(3)从图3～图6可知，相对于普通拱，铰支边果如图3～图6所示。界条件时，不同荷咖载{兰㈣工

2、况；伽下斜瑚拉o拱弹性屈曲系∞数∞∞∞∞∞∞∞+普通拱铰支—。一普通拱固支提高2．606．36倍不等，且随着矢跨比增加，提高倍数平稳增加。而对于固支边界条件，斜拉拱弹性屈曲系数提高1．47～2．63倍不等，且随着矢跨比增加，提高

3、倍数缓慢增加。3斜拉拱的拉索参数对面内弹性稳定性的影响分析对斜拉拱不同拉索张拉参数对弹性稳定性的图3集中荷载弹性屈曲系数影响进行计算分析，主要考虑斜拉索在拱上的张一0一普通拱铰支——一普通拱固支拉位置、斜拉索的倾角因素对斜拉拱面内弹性稳定性的影响。3．1斜拉索在拱上位置的影响在拱上布置单根斜拉索，分别布置在拱的L／IO、2L／10、⋯、9L／10、L处(￡为拱跨度的一半)。为了摒除长度与倾角变化造成的影响，索在任意点张拉时长度均为20m，倾角均为2O。，不同矢跨图4半跨均布荷载弹性屈曲系数比、边界

4、条件、荷载工况弹性稳定计算结果如图——一普通拱铰支+普通拱固支7图l2所示。索张拉位置／埘图5满跨均布荷载弹性屈曲系数图7集中荷载、固支边界屈曲系数一集中荷载铰支一集中荷载固支一半跨均布荷载铰支—一半跨均布荷载固支索张拉位置／脚图8集中荷载、铰支边界屈曲系数图6斜拉拱，普通拱弹性屈曲系数增加倍数(1)从图3～图5可以看出，斜拉拱在不同荷载工况下，弹性屈曲系数对边界条件不敏感，铰支、固支条件下弹性屈曲系数接近。这是由于斜拉索的存在，索、拱、吊杆、桥面系组成自平衡体系，导致边界条件对弹性屈曲的影响降低

5、。(2)从图3～图5可知，斜拉拱在不同荷载工索张拉位置／m况、边界条件下，在计算矢跨比范围内，随着矢跨图9半跨均布荷载、固支边界屈曲系数150科技研究城市道桥与防洪2016年03月第03期—一拱脚l2m+拱脚16m十四分点*拱脚24m—*一拱脚28m十拱脚32m750700650幅600雹啪伽姗枷o唾550500索张拉位置／450图1O半跨均布荷载、铰支边界屈曲系数40002040608O索倾角／(。)图13矢跨比0．2、固支边界屈曲系数索倾角／(。)图14矢跨比0．2、铰支边界屈曲系数拱脚12m

6、+拱脚16m十四分点95090O8508o0巷75o图12全跨均布荷载、铰支边界屈曲系数70065O(1)从图7、图8、图11和图12可以看出，在600跨中集中荷载和全跨均布荷载作用下，边界条件为固支，矢跨比0．2时，斜拉索张拉于四分点和距图15矢跨比0．3、固支边界屈曲系数拱脚32m时，斜拉拱面内弹性屈曲系数有极大值，矢跨比增加时，第二个弹性屈曲系数极大值的张拉位置变为拱顶。对于铰支边界条件，相比于固支边界，屈曲系数第一个极大值点的张拉位置更靠近拱脚，位于距拱脚水平距离16m处。(2)从图9和图

7、10可以看出，在半跨均布荷载作用下，边界条件为固支、矢跨比为0．2和O．3、斜拉索张拉在四分点时，斜拉拱面内弹性屈曲系数出现最大值，索张拉位置向拱顶或拱脚靠拢时，索倾角／(。)图16矢跨比0．3、铰支边界屈曲系数屈曲系数减小。矢跨比增加到0．4时，使斜拉拱面—一拱脚12m+拱脚16m+四分点内弹性屈曲系数出现最大值的斜拉索张拉位置向拱脚靠近，位于距拱脚水平距离161Ti处。边界条件为铰支时，相比于固支边界，使屈曲系数达到最大值的斜拉索张拉位置更靠近拱脚。3．2斜拉索倾角的影响对单根斜拉索布置于拱上

8、不同位置，拉索长度取25in，拉索按倾角0。、l0。、20。、⋯、80。、90。布置，仅考虑半跨均布荷载作用的情况，计算结果如索倾角／(。)图13～图l8所示。图17矢跨比0．4、固支边界屈曲系数2016年O3月第03期城市道桥与防洪科技研究161地提高拱面内弹性稳定性，特别是对铰支边界条550件，且由于斜拉索减小了拱脚推力，斜拉拱在铰500支、固支边界条件下弹性稳定性差别缩小。4501400(2)对面内弹性稳定性而言，在不同荷载工：置唾350况、矢跨比、边界条件下，斜拉索在拱上的最佳张300拉位

9、置均不相同，总的来说，在集中荷载作用下，250固支边界、矢跨比为0．2时，索最优张拉位置为四200累倾角／()分点和约3L／8处，矢跨比增加，索最优张拉位置为图18矢跨比0．4、铰支边界屈曲系数四分点和拱顶。半跨均布荷载作用下，固支边界、(1)从图13～图18可知，不同矢跨比、边界条矢跨比为0．2时，索最优张拉位置为四分点，矢跨件和斜拉索张拉在拱上不同位置，弹性屈曲系数比增加，最优张拉位置向拱脚靠近。全跨均布荷载随拉索倾角的变化规律均不同。作用下索最优张拉位置与半跨荷载相同，但随着